频谱分析基础第十章名词解释

第十章名词解释频谱：一组频率和幅度不同、且有适当相位关系的正弦波。

作为一个整体，它们构成特定的时域信号。

频谱分量：组成频谱的正弦波之一。

频谱分析仪：一种能进行有效傅立叶变换并显示出构成时域信号的各个频谱分量（正弦波）的设备。

相位信息是否保留取决于分析仪的类型和设计。

FFT （快速傅立叶变换）：对时域信号进行数学运算，从而产生构成信号的各个独立的频谱分量。

参见“频谱”。

输入阻抗：分析仪对信号源呈现的终端阻抗。

射频和微波分析仪的额定阻抗通常是50 ? 。

对于某些系统（如有线电视），标准阻抗是75 ? 。

额定输入阻抗与实际输入阻抗之间的失配程度由电压驻波比（VSWR ）给出。

隔直电容：一个阻止低频信号（包括直流）对电路造成破坏的滤波器，隔直电容限制了频谱仪能准确测量的最低频率。

输入衰减器：位于频谱分析仪输入连接器与第一混频器之间的步进衰减器，也叫做射频衰减器。

输入衰减器用来调节输入到第一混频器上的信号电平。

衰减器用来防止由高电平和（或）宽带信号引起的增益压缩，以及通过控制内部产生的失真程度来设定动态范围。

在某些分析仪中，当改变输入衰减器设置时，被显示信号的垂直位置会发生变化，参考电平也相应地改变。

在新型安捷伦频谱分析仪中，通过改变中频增益来补偿输入衰减器的变化，所以，信号可以在显示器上保持恒定，参考电平也保持不变。

预选器：一个可调的带通滤波器。

位于频谱分析仪的输入混频器之前并使用合适的混频模式。

预选器一般只应用在2 GHz 以上。

使用预选器能基本消除多重响应和镜像响应，在某些情况下还能扩大动态范围。

前置放大器：一个外部低噪声系数放大器。

改善了系统（前置放大器和频谱分析仪）灵敏度，使之超过分析仪自身的灵敏度。

混频模式：对在频谱分析仪上建立给定响应的特殊环境的描述。

混频模式（如1+）表示输入信号是高于（+）还是低于（-）在混频过程中所使用的本振谐波。

外部混频器：一个通常是与波导输入端口相连接的独立混频器。

用来对那些可以连接外混频器的频谱分析仪进行频率扩展。

分析仪提供本振信号。

如需要，混频器还可以将其产生的偏压混频分量反馈到分析仪的中频输入端。

增益压缩：当显示的信号幅度由于混频器饱和，比正常电平低于规定的dB 数时，频谱分析仪混频器输入端的信号电平。

这个信号电平通常针对1 dB 的压缩而规定，且根据频谱仪型号的不同，一般处于+3 dBm 到-10 dBm 之间。

谐波混频：利用混频器产生的本振谐波将频谱分析仪的调谐范围扩大到超过只用本振基波所能达到的范围。

谐波失真：由于器件（如混频器、放大器）的非线性特性，信号通过它而被附加上了多余频率分量。

这些多余的分量与原始信号谐波相关。

互调失真：通过具有非线性特性的器件（如混频器、放大器）的两个或多个频谱分量相互作用形成的无用频谱分量。

无用分量与基波有关，它是由基波和各个谐波的和与差组成，例如f1 ± f2, 2f1 f2±,2f2 f±1, 3f1 2±f2 等等。

杂散响输入信号在频谱分析仪显示器上引起的非正常响应。

分析仪内部产生的失真分量是杂散响应，如镜像响应和多重响应。

多重响应：在频谱分析仪上显示出的单一输入信号的两个或多个响应。

多重响应只出现在混频模式重叠以及本振扫过足够宽的范围而使输入信号不止在一个混频模式上相混频时，通常不会发生在带预选器的分析仪中。

本振辐射或泄漏：从频谱分析仪输入端漏出的本振信号。

对无预选的频谱分析仪辐射电平可能大于0 dBm，而对有预选的分析仪通常小于-70 dBm 。

本振馈通：当频谱分析仪调谐到0 Hz，即当本振调谐到中频时，显示器上的响应。

本振馈通可用作0 Hz 的标记，没有频率误差。

漂移：由于本振频率随扫描电压的变化引起的显示器上信号位置的缓慢（相对于扫描时间）变化。

最初造成漂移的原因是频谱仪的温度稳定性和频率参考的老化率。

噪声系数：器件（混频器、放大器）输入端的信噪比与器件输出端信噪比的比值，通常以dB 表示。

数字中频：新型频谱仪所采用的一种结构，信号从射频下变频至中频后立即进行数字化，此后所有的信号处理都通过数字信号处理（DSP）技术完成。

频率分辨率：频谱分析仪辨别彼此接近的频谱分量并将它们分别显示出来的能力。

对于等幅信号，分辨率取决于分辨率带宽；对于不等幅信号，分辨率则由分辨率带宽和带宽选择性共同决定。

分辨率带宽：在低于最小插入损耗点的某个位置上，频谱分析仪分辨率带宽（IF ）滤波器的带宽。

安捷伦频谱仪指定了3 dB带宽，其它有的分析仪则规定了6 dB 带宽。

分辨率：参见“频率分辨率”。

带宽选择性：分析仪分辨不等幅信号的能力。

带宽选择性也称为波形因子，定义为给定分辨率（IF）滤波器的60 dB带宽与3 dB带宽之比。

某些分析仪使用6 dB 带宽代替3 dB 带宽。

无论哪种情况，带宽选择性都表示滤波器边缘的陡峭程度。

波形因子：参见“带宽选择性”。

频率响应：一个信号的显示幅度随频率变化的关系（平坦度）。

通常用± dB 表示两个极值之间的值。

也可以相对于校准信号加以规定。

平坦度：参见“频率响应”。

中频增益/中频衰减：可以控制调节信号在显示器上的垂直位置而并不影响混频器的输入信号电平。

当它改变时，参考电平相应发生变化。

中频馈通：中频上的输入信号通过了输入混频器而使显示器上的基本迹线抬升。

通常，这只是无预选频谱分析仪的一个潜在问题。

由于信号总是处在中频上，即无需与本振混频，而使整个迹线上升。

镜像频率：存在于频谱仪输入端的两个或多个真实信号与同一个本振频率产生的中频响应，由于这些混频分量出现在同一个本振和中频频率处，所以无法区分。

镜像响应：距离频谱分析仪所指示频率的两倍中频处显示的信号。

对于本振的每个谐波，都有一对镜像：一个比本振低一个中频和一个比本振高一个中频。

镜像通常只出现在无预选的频谱分析仪上。

残余调频：没有任何别的调制时，振荡器的固有短期频率不稳定度。

对于频谱分析仪，通常将定义扩大到包括本振扫描的情况。

残余调频通常由峰-峰值表示，因为如果它们是可见的，便很容易在显示器上测出。

噪声边带：频谱分析仪本振（主要是第一本振）系统短期不稳定度的调制边带。

调制信号是本振电路本身和（或）本振稳定电路中的噪声，边带由噪声谱组成。

混频过程会将任何本振不稳定性转换为混频分量，所以，噪声边带显示在分析仪频谱分量中，位于底噪上方足够远处。

由于边带是噪声，故它们相对于频谱分量的电平随分辨率带宽而改变。

噪声边带通常以相对载波给定偏离处的dBc/ Hz 数值（相对于载波1Hz 带宽内的幅度）表示，载波是在显示器上观察到的频谱分量。

相位噪声：参见“噪声边带”。

频谱纯度：参见“噪声边带”。

扫描时间：本振调谐扫过已选扫宽所需要的时间。

扫描时间不包括本次扫描完成与下一次扫描开始之间的停滞时间。

在零扫宽下，频谱分析仪的本振是固定的。

所以，显示器的水平轴只对时间校准。

在非零扫宽下，水平轴对频率和时间两者校准，扫描时间通常随频率跨度、分辨率带宽和视频带宽而变化。

频率范围：频谱分析仪可调谐的最低频率到最高频率的范围。

虽然通常认为最高频率是由分析仪的同轴输入信号来决定的，但许多微波分析仪的频率范围可通过使用外部波导混频器来扩展。

扫宽：显示器水平轴表示的频率范围。

通常，扫宽由显示器整个屏幕所对应的总频率跨度给出。

一些早期的分析仪会标出每格的频率跨度（扫描宽度）。

扫宽精度：显示器上任何两个信号所指示的频率间隔的不确定度。

全扫宽：对于大多数新型频谱分析仪，全扫宽是指覆盖分析仪整个调谐范围的频率跨度。

这类分析仪包括单波段射频分析仪和微波分析仪（如利用固态开关在低频段和预选频段之间切换）。

注意：在某些早期分析仪中，全扫宽指的是一个子频段。

例如，利用机械开关在低频段和预选频段之间转换的安捷伦8566B 微波频谱分析仪，全扫宽既可指非预选的低频段，也可指经预选的高频段。

零扫宽：指将频谱分析仪的本振保持在给定频率上，因而分析仪变成一个固定调谐接收机的情况。

该接收机的带宽就是分辨率（IF）带宽，它用于显示信号幅度与时间的关系。

为了避免信号信息有任何损失，分辨率带宽必须同信号带宽一样宽。

为了避免任何平滑，视频带宽必须设置得比分辨带宽更宽。

包络检波器：一种输出能随着它的输入信号包络（但不是瞬时）变化的电路元件。

在超外差式频谱分析仪中，包络检波器的输入来自最后中频，输出是视频信号。

当将分析仪置于零扫宽时，包络检波器对输入信号进行解调，在显示器上我们能观察到调制信号随时间变化的情况。

视频：频谱分析仪中描述包络检波器输出的一个术语。

频率范围从0 Hz延伸到通常远远超出分析仪所提供的最宽分辨带宽的频率。

不过，视频链路的最终带宽由视频滤波器的设置决定。

视频放大器：在检波器之后用来驱动垂直显示的直流耦合放大器。

参见“视频带宽”和“视频滤波器”。

视频平均：指频谱分析仪迹线数据的平均。

平均是单独在显示的各点处进行并在用户所选择的扫描次数完成后结束。

平均算法将加权系数（1/n，这里n 是当前扫描次数）应用于当前扫描给定点的幅值，将另一个加权系数[（n-1）/n] 应用于前面贮存的平均值，再将两者合并得出当前的平均值。

在指定的扫描次数完成之后，加权系数保持不变，显示成为动态平均。

视频带宽：视频电路中，可调低通滤波器的截止频率（3 dB 点）。

当视频带宽等于或小于分辨率带宽时，视频电路就不能充分对包络检波器输出端的快速起伏作出响应，结果是迹线被加以平滑，即降低了宽带信号（如在宽带模式下观察的噪声和射频脉冲）的峰-峰起伏。

这种平均或平滑的程度随着视频带宽和分辨率带宽的比值变化。

视频滤波器：位于检波之后、决定视频放大器带宽的低通滤波器，用于对迹线进行平滑或平均，参见“视频带宽”。

模拟显示：直接将模拟信号信息（来自包络检波器）写入显示器的方法，通常由CRT （阴极射线管）实现。

模拟显示器曾经是频谱仪的标准显示方式。

不过，新型频谱仪已经不再使用这个方法，取代它的是数字显示器。

数字显示：通过数字化处理的轨迹信息被存入存储器中并显示在屏幕上的一种技术。

被显示的迹线是一串点，它们展示一条连续的轨迹。

不同型号设备的默认显示点数不同，而多数新型频谱仪允许用户通过控制显示点的数量来选择期望的分辨率。

显示以无闪烁速率被刷新（即将数据重新写入存储器）。

存储器中的数据则以扫描速率被更新。

几乎所有新型频谱仪都配有数字平板LCD 显示器，优于早期分析仪所使用的基于CRT 的模拟显示器。

显示范围：针对特定的显示方式和刻度范围已经校准了的显示范围。

参见“线性显示”、“对数显示”和“比例因子”。

线性显示：显示器上的纵轴与输入信号电压成正比的显示模式。

刻度线的底端代表0 V，顶端代表参考电平，其它值取决于不同的频谱分析仪。

对于大多数新型频谱仪，当参考电平确定，比例因子就是参考电平值除以格子刻度数。